Развитие методик целенаправленного синтеза ионных металл-органических координационных полимеров для решения актуальных задач химии и материаловедения

Проект направлен на развитие методик целенаправленного синтеза ионных металл-органических координационных полимеров для решения актуальных задач химии и материаловедения. Последние два десятилетия пристальное внимание исследователей привлекает класс кристаллических материалов, называемых металл-органическими координационными полимерами (МОКП). Они образуются из ионов металлов и органических лигандов в результате реакций самосборки и представляют собой пористые структуры, способные проявлять магнитные, фотолюминесцентные, адсорбционные, оптические, каталитические и другие свойства. Большинство МОКП, описываемых в литературе, представляют собой нейтральные каркасы, образованные положительно заряженными ионами металлов и отрицательно заряженными анионами поликарбоновых кислот – основных мостиковых органических лигандов, используемых в синтезе МОКП. Иногда используется еще один мостиковый лиганд – N-донорный нейтральный лиганд, но, так как он не имеет заряда, в результате все равно получаются нейтральные каркасы. При этом заряженные каркасы могут иметь ряд преимуществ перед нейтральными МОКП благодаря свободным ионам, присутствующим в их порах, что позволяет использовать их в самых разных областях науки, таких, как ионный обмен, адсорбция катионов/анионов из растворов, в том числе катионов тяжелых металлов (Hg2+, Pb2+), катионов и анионов потенциально радиоактивных элементов (Sr2+, Cs+, TcO4-, I-), ионный транспорт, ионная проводимость и т.д. В данном проекте будут разработаны систематические подходы к синтезу ионных МОКП, приводящие к целенаправленному получению заряженных каркасов, способных претерпевать реакции ионного обмена с промышленно важными, а также экологически опасными неорганическими катионами и анионами. Полученные катионные и анионные МОКП будут иметь потенциал с точки зрения возможного коммерческого использования в качестве ионообменных материалов и ионных проводников, а также специфичных адсорбентов с высокой емкостью в процессах очистки воды благодаря легкой процедуре синтеза и низкой стоимости их производства.